chimica e didattica della chimica le origini della chimica luca fiorani
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Chimica e didattica della chimica
Le origini della chimica
Luca Fiorani
Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Gli elementi nell'antichità L'idea di elemento è antichissima (spesso
gli elementi emergono dal caos e corrispondono a una cosmogonia): Genesi: separazione di terra e acque Tradizione sanscrita: spazio, vento, fuoco,
acqua, terra Taoismo: yin e yang Mesopotamia e Iran: caos e ordine
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Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Gli elementi nell'antica Grecia Dal mito (o Rivelazione in forma di mito)
alla filosofia I primi filosofi sono filosofi della natura Talete: l'acqua è l'elemento fondamentale
(arché) Empedocle: terra, acqua, aria e fuoco sono
i quattro elementi fondamentali A partire dall'acqua o dai quattro elementi
fondamentali si ottengono tutte le sostanze
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Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Parentesi filosofica Sostanza: “Si tratta dell’ente primario e
completo, a cui fanno necessariamente riferimento tutti gli altri enti […] la sostanza è l’ente la cui determinazione è essere per sé e in sé; accidente è l’ente la cui determinazione è essere per e in altro, che è la sostanza […] si possono individuare vari tipi o ordini di sostanza: materiale, materiale e spirituale, spirituale” (A. Molinaro: Lessico di metafisica, San Paolo, 1998)
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Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Gli elementi nell'antica Grecia Le forme dell'acqua o i quattro elementi
fondamentali corrispondono agli stati fisici della materia
Per la scienza moderna la materia: ha massa e occupa spazio e tempo è solida, liquida, aeriforme (vapore, gas),
plasma
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Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Gli elementi per Aristotele I quattro elementi fondamentali sono
composti dalla stessa materia prima e si distinguono per due proprietà che danno loro la forma
terra: fredda e secca acqua: fredda e umida aria: calda e umida fuoco: caldo e secco Gli elementi possono trasformarsi l'uno
nell'altro I materiali sono miscugli dei quattro
elementi fondamentali 6
Luca Fiorani – Chimica e didattica della chimica
Gli atomisti Per Aristotele la materia è continua Per gli atomisti la materia è fatta di atomi Gli atomi sono particelle indivisibili della
stessa materia ma dotati di forma, grandezza, peso e movimento differenti
Muovendosi e urtandosi si uniscono e si separano in vari modi formando tutte le sostanze
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Gli elementi per Platone I quattro elementi fondamentali sono
composti da particelle che hanno forme geometriche
terra: cubi acqua: icosaedri aria: ottaedri fuoco: tetraedri e il dodecaedro? Etere… Le facce triangolari si
dispongono in vari modi(trasformazioni fisiche e chimiche)
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Medioevo Materia continua Trasmutazione delle sostanze: una
sostanza può trasmutarsi in un'altra, cambiando le proporzioni di elementi fondamentali che la costituiscono
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Medioevo Filosofi naturali:
teoria dei quattro elementi fondamentali Alchimisti:
ricette segrete componente magica tecnologia raffinata particelle di dolce, di secco, di pesante, di
dorato… oro e pietra filosofale
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Medioevo Artigiani
tingono stoffe, cuociono vasellami, forgiano metalli
conoscono i materiali, sanno dove trovarli, sono competenti nel maneggiarli, padroneggiano il fuoco
pensano che ci siano altri elementi (oltre ai quattro classici): l'oro è il miscuglio (perfetto) di mercurio e zolfo
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Nasce la chimica Antichità: il ferro è un miscuglio dei
quattro elementi fondamentali Medioevo: il ferro è un miscuglio
(imperfetto) di mercurio e zolfo XVIII secolo: il ferro è costituito da
particelle di ferro e le sue proprietà dipendono dalle caratteristiche delle particelle e dal modo in cui si organizzano (non dal miscuglio delle proprietà di elementi fondamentali)
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Nasce la chimica Si compilano tabelle delle trasformazioni
chimiche Riaffiora l'idea di affinità (alcune sostanze
tendono a unirsi fra loro) Si isolano nuovi elementi Si distinguono sostanze semplici
(elementi), sostanze composte (composti) e miscugli
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Elementi, composti e miscugli Esempi di elemento (sostanza semplice):
ferro (Fe) e zolfo (S) Miscuglio: è separabile fisicamente Composto (sostanza composta): ha
proprietà nuove Esempio di composto: solfuro ferroso
(FeS)
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Lavoisier Introduce la nomenclatura chimica Enuncia il principio di conservazione della
materia (1787): "si può accettare come assioma il fatto che in ogni trasformazione, sia prima che dopo che essa è avvenuta, esiste la stessa quantità di materia"
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Dalton Enuncia la legge delle proporzioni multiple
(1808): "quando due elementi si combinano in modi diversi, una certa quantità di un elemento si combina con quantità dell'altro che stanno tra loro come numeri piccoli e interi". Ad esempio, 7 g di azoto (N) si combinano con 4, 8, 12, 16, 20 g di ossigeno (O).
Deduce la teoria atomica moderna Attribuisce una massa agli elementi, a
partire dall'idrogeno (H) a cui assegna massa unitaria
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XIX secolo Gli studi di Avogadro, Berzelius e
Cannizzaro permettono di distinguere atomi e molecole
Si sviluppa la teoria della valenza: ad esempio, il carbonio (C), di valenza 4, si combina con due atomi di ossigeno (O), di valenza 2, o con quattro atomi di idrogeno (H), di valenza 1
Mendeleev osserva che gli elementi, ordinati per massa crescente, mostrano proprietà periodiche e crea la "tavola periodica degli elementi" (con alcuni spazi vuoti, riempiti da elementi naturali o artificiali scoperti successivamente)
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Tavola periodica degli elementi
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Fine della lezione…
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